De onde vem a água do Grand Canyon?

Todos nós conhecemos o rio Colorado, mas não é o recurso hídrico mais misterioso do Grand Canyon; sabemos que ele se move a uma taxa de cerca de 12, 000 pés cúbicos por segundo enquanto viaja das Montanhas Rochosas ao Golfo da Califórnia. Mas Roaring Springs, A única fonte de água do Parque Nacional do Grand Canyon, é um mistério maior - um pesquisador da NAU, Natalie Jones, espera ajudar na solução.

Jones, um técnico de pesquisa da NAU e aluno de pós-graduação contratado pelo programa de Ciências Físicas do Grand Canyon, perguntou de onde vem a água em Roaring Springs em uma pesquisa que ela fez com o professor da Escola da Terra e Sustentabilidade Abe Springer. É baseado em pesquisas anteriores para ambos. Eles publicaram suas descobertas em novembro em Hydrogeology Journal , com Jones como o autor principal e em colaboração com pesquisadores do Parque Nacional do Grand Canyon, Nez Perce-Clearwater National Forests e o Kentucky Geological Survey da University of Kentucky.

Então, de onde vem a agua? É complicado. Mas essa pesquisa ajuda a localizar a região que alimenta as nascentes e, importante, risco de contaminação naquela região. Leva os pesquisadores um passo mais perto de compreender como proteger este recurso vital.

Jones e seus co-autores decidiram investigar como criar uma maneira melhor de modelar a vulnerabilidade do aqüífero cárstico no Grand Canyon. Ter um modelo que preveja com mais precisão diferentes variáveis ​​na geologia e no comportamento da água no parque beneficiará futuros pesquisadores e gestores de recursos hídricos, pois eles consideram as áreas de recarga individuais e a melhor forma de protegê-las.

O que é carste e por que isso importa?

Você sabia que às vezes a água pode dissolver a rocha? Karst é um tipo de recurso rochoso, como uma caverna ou ralo que se forma em rochas solúveis. Karst cria caminhos que podem transportar água rapidamente da superfície da terra diretamente para os aquíferos subterrâneos. As paisagens cársticas cobrem cerca de 16 por cento da superfície terrestre da Terra, incluindo a maior parte do Platô do Colorado ao redor de Flagstaff e do Grand Canyon. É uma importante característica geológica da qual a maioria de nós nunca ouviu falar.

Aquíferos cársticos, que têm uma rede de fluxo semelhante a um tubo de cavernas e conduítes, abastecer diretamente até 25 por cento da população mundial com água potável, agricultura e outras necessidades e são especialmente vulneráveis ​​à contaminação. Dois desses aquíferos, os aquíferos Redwall e Coconino, fornecer água para Roaring Springs e muitas outras fontes do Grand Canyon. Os dois aquíferos estão empilhados um sobre o outro. Embora existam muitos tipos de modelos de vulnerabilidade, a maioria ignora a complicação dos sistemas de aquíferos cársticos em camadas; isso resulta em simplificação excessiva, modelagem menos precisa.

"Modelos de vulnerabilidade identificam regiões de alta, vulnerabilidade moderada e baixa na superfície terrestre, que se relaciona diretamente com a rapidez e eficiência com que a água ou contaminantes afundam e entram no aquífero, "Disse Jones." No entanto, os métodos de modelagem de vulnerabilidade bem considerados existentes para aquíferos cársticos não produziram resultados realistas para a nossa região. "

Como funciona a modelagem?

Jones modificou o conhecido método de concentração-sobrecarga-precipitação (COP). Este método é eficaz, os pesquisadores dizem, mas simplifica demais alguns detalhes, o que limita o modelo. Ela apresentou dois novos modelos que abordam melhor os fatores que ajudam os cientistas a prever a vulnerabilidade.

As modificações levam em consideração os padrões de recarga na região do Grand Canyon, que tem muitas características cársticas e profundas, sistema aquífero complexo. Jones e a equipe de pesquisa automatizaram um processo para identificar sumidouros a partir de dados de topografia de alta resolução, converteram esses dados em densidades de sumidouro, e combinou esses dados com um mapa de localizações de falhas na região. Jones então incorporou esses recursos ao modelo existente usando um sistema de informações geográficas para produzir o modelo de vulnerabilidade final.

Significou processamento significativo de dados, mas o resultado foi um modelo que produziu maior resolução de regiões de vulnerabilidade e se encaixou bem com análises anteriores do caminho do fluxo de água subterrânea. Além de criar um modelo melhor no qual pesquisas futuras podem ser construídas, Jones encontrou padrões semelhantes de vulnerabilidade entre os dois aquíferos cársticos na região do Grand Canyon, apesar de estarem separados por mais de 600 metros de rocha impermeável.

Jones também descobriu que cerca de um quinto do planalto Kaibab tem alta vulnerabilidade à contaminação do aquífero Redwall-Muav, que é cerca de 1, 000 metros de profundidade, e quase metade da superfície do planalto (45,6 por cento) tem vulnerabilidade alta a muito alta para o aquífero Coconino, que está muito mais perto da superfície.

O que isto significa para mim?

Se você parou para encher sua garrafa de água enquanto caminhava pelo Grand Canyon ou admirava a vista da borda do cânion, isso é importante para você. Visto que Roaring Springs é a única fonte de água do parque, sua qualidade tem um valor significativo. Esta pesquisa fornece melhores informações aos gestores de água para proteger os recursos hídricos do Grand Canyon, incluindo riachos no lado norte, que os pesquisadores acham que são recarregados pelo Planalto Kaibab.

"Essas nascentes e riachos sustentam diversos ecossistemas, e muitos caminhantes e animais selvagens dependem deles para sobreviver, "Jones disse." Esta pesquisa ajuda a identificar de onde vêm essas fontes de água e pode nos ajudar a protegê-las melhor no futuro.